《P-T 饱和蒸汽及超临界相态实验指导书 V2014_36908064》由会员分享，可在线阅读，更多相关《P-T 饱和蒸汽及超临界相态实验指导书 V2014_36908064（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 P-T饱和蒸汽及超临界相态实验 一、实验目的 1. 通过不同工质的饱和蒸汽压力和温度关系实验，加深对饱和状态的理解。 2. 通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽p-t关系图表的编制方法。 3. 学会压力表和调压器等仪表的使用方法。 二、实验设备与原理 1. 排液阀 2. 注液阀 3. 真空压力表 4.温度传感器 5. 触摸屏 6. 压力传感器 7. 冷却水套 8. 蒸汽发生器 9. 汽相工质 10. 液相工质 11. 加热器 12. 电源接口 13.调压器 图1 实验系统图 物质由液态转变为蒸汽的过程称为汽化过程。汽化过程总是伴随着分子回到液体中的凝结过程。到一定程度时，虽然汽化和凝结都在
2、进行，但汽化的分子数与凝结的分子数处于动态平衡，这种状态称为饱和态，在这一状态下的温度称为饱和温度。此时蒸汽分子动能和分子总数保持不变，因此压力也确定不变，称为饱和压力。饱和温度和饱和压力的关系一一对应。 本实验台可做三种不同工质（R60A、R410A、水）的饱和蒸汽压力和温度关系实验，加热温度最高可达150，系统承压力最高可达5Mpa。达到工质亚临界及超临界状态，观察临界乳光。 2 三、实验方法与步骤 1. 熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 2. 将调压器指针调至零位，接通电源。 3. 将调压器输出电压调至100 V左右，使蒸汽温度升至90 左右（本步骤由指导教师完成）。 4. 将调
3、压器输出电压调至130150 V，待蒸汽压力升至0.1 MPa左右时，温度升至105 左右，水沸腾。 5. 将电压降至3060 V保温（保温电压需要随蒸汽压力升高而升高），使其蒸汽压力和温度稳定在某一值12 分钟，记录蒸汽压力和温度值。 6. 重复步骤4、5，在00.8 MPa（表压）范围内实验不少于6次，且实验点应尽量分布均匀。 7. 实验完毕后，将调压器指针旋回至零位，断开电源。 8. 记录室温和大气压力。 四、数据记录 仪器编号 大气压力B / MPa 0.10 室温 / 实验次数 饱和压力 MPa 饱和温度 误差 压力表读数 p 绝对压力 p=p+B 温度读数t对应压力 p1温度读数
4、t 绝对压力p对应温度 t t=t-t %10015.273+ttp= p1-p 1100%pp 五、实验总结 1. 绘制p-t关系曲线 将实验结果绘在坐标纸上，清除偏离点，绘制曲线。 3 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.990100110120130140150160170180Temperature()Absolute Pressure (Mpa)图2 饱和蒸汽与压力曲线 2. 拟合经验关联式 在对数坐标下，饱和蒸汽压力和温度近似满足线性关系，饱和蒸汽压力和温度的关系可近似用以下经验公式进行关联拟合： ntmp= ln ln lntnp m=+
5、式中，t为温度，单位，p为绝对压力，单位MPa，m和n为由实验数据得到的拟合参数。 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1100120140160180Temperature()Absolute Pressure (Mpa)图3 饱和蒸汽与压力曲线（对数坐标） 五、实验报告要求 1. 绘制实验装置简图。 4 2. 原始实验数据，绘制p-t关系曲线。 3. 误差分析。以温度测量值t为基准，查表（实验工质热力性质图表）得测量值t对应的饱和压力值p1，计算p1与实测压力值p的绝对偏差和相对偏差；以压力测量值p为基准，查表（水和水蒸气热力性质图表）得测量值p对应的饱
6、和温度值t，计算t与实测温度值t的绝对偏差和相对偏差。 4. 完成思考题。 六、思考题 1. 不同工质（R60A、R410A、水）的饱和蒸气压测量的不确定度来源有哪些？ 2. 查找实验对应的工质的饱和蒸汽压状态方程，与实验所做的数据进行拟合方程，进行对比误差分析。 以水为例，水和水蒸气的科学标准(IAPWS95方程)中，其饱和蒸汽压的状态方程为： 1.5 3 3.5r47.5rln ( 7. 85 95 17 83 1. 84 40 82 59 11 .7 86 64 97 22 .6 80 741 115 .9 61 87 19 1. 80 12 25 02 ) /pT = + + +其中，pr=p/pc，p为饱和蒸气压，MPa，pc为临界压力，22.064 MPa；Tr=T/Tc，Tc为临界温度，647.096 K； =1-Tr。 请用上述方程计算所做实验压力下的饱和水温度，简述计算程序或计算原理，计算结果保留6位有效数字。 3临界乳光产生的原因是什么?可能应用到哪些地方？ 七、注意事项 1. 实验装置通电后不得离开。 2. 实验台罐体内部均存在高压，超压报警，应及时通水冷却，以免发生爆炸。 清华大学热能系热工学实验室 联系教师：李辉 手机：13910997103 邮箱：hui- 5 6
